曾長(zhǎng)健 余南陽(yáng)

高原火車站候車室熱舒適性及供氧需求調(diào)查研究

曾長(zhǎng)健 余南陽(yáng)

（西南交通大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院 成都 610031）

針對(duì)青藏鐵路沿線主要火車站點(diǎn)，通過(guò)火車站候車室內(nèi)外環(huán)境參數(shù)的測(cè)試以及旅客主觀舒適性問卷調(diào)查，調(diào)研當(dāng)前高原鐵路站房候車室夏季熱舒適性及高原反應(yīng)發(fā)生情況。調(diào)查結(jié)果表明，高原的特殊環(huán)境導(dǎo)致在夏季自然通風(fēng)情況下，旅客對(duì)室內(nèi)環(huán)境感到干燥，并且較低的含氧量也降低了人體舒適度。結(jié)果為川藏線鐵路站房增氧加濕系統(tǒng)設(shè)計(jì)提供了依據(jù)。

高原；火車站；熱舒適；氧氣；調(diào)查研究

0 引言

高原地區(qū)與平原地區(qū)不同，影響室內(nèi)環(huán)境舒適性的因素除溫濕度、風(fēng)速、空氣新鮮度等，含氧量也是影響人體舒適度的主要因素之一[1]。而隨著“一帶一路”戰(zhàn)略的實(shí)施，必然需要建設(shè)大量高海拔鐵路車站和機(jī)場(chǎng)等交通建筑，高寒、高海拔、低氣壓和低相對(duì)濕度的特殊氣候條件成為了川藏線鐵路站房室內(nèi)環(huán)境面臨的首要問題[2]。

為了掌握高原特殊環(huán)境對(duì)候車室人員舒適性及生理方面的影響，本研究通過(guò)客觀的測(cè)試室內(nèi)外環(huán)境參數(shù)和主觀的問卷調(diào)查相結(jié)合的方式，對(duì)西寧、格爾木、那曲、拉薩四個(gè)青藏鐵路主要火車站點(diǎn)候車室舒適性進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查研究[3]。調(diào)查結(jié)果為高原鐵路站房增氧加濕系統(tǒng)的設(shè)計(jì)提供依據(jù)，從而改善高原鐵路站房候車環(huán)境，提高人體舒適度。

1 調(diào)查對(duì)象及研究方法

本次高原火車站候車室熱舒適性及供氧需求調(diào)研采用主觀問卷調(diào)查與客觀儀器測(cè)試相結(jié)合的方法。

1.1 調(diào)查對(duì)象

調(diào)查的對(duì)象為西寧站、格爾木站、那曲站、拉薩火車站，其中格爾木站因正在擴(kuò)建，調(diào)查時(shí)使用的臨時(shí)候車室。本文以拉薩站為代表進(jìn)行介紹，其余車站則直接給出調(diào)研結(jié)果。

拉薩火車站位于西藏拉薩市拉薩河南岸，其總建筑面積為19504m2，地上共2層，建筑總高度為21.4m，夏季采用自然通風(fēng)，冬季采用地暖系統(tǒng)。本次調(diào)研的對(duì)象選為1層候車廳，建筑層高為4.5m[4]。

1.2 主觀問卷調(diào)查

主觀問卷由工作人員發(fā)放到旅客手中，并講解問卷內(nèi)容以輔助被調(diào)查者填寫問卷，問卷調(diào)查時(shí)間按車次時(shí)間表定為10:40～17:00，問卷的發(fā)放具有隨機(jī)性。主觀問卷調(diào)查內(nèi)容主要包括[5]：人員背景，對(duì)冷熱、干濕度感受，空氣新鮮度感受的主觀投票及在車站內(nèi)發(fā)生高原反應(yīng)的情況、對(duì)彌散供氧的需求主觀意見等。

1.3 客觀儀器測(cè)試

為保證正確測(cè)得受試者問卷填寫時(shí)刻所處環(huán)境參數(shù)，室內(nèi)外環(huán)境測(cè)試時(shí)間與問卷調(diào)查時(shí)間段一致。測(cè)試所用儀器為TESTO 175H1溫濕度記錄儀，PGD4-C-M2便攜式氧氣二氧化碳濃度記錄儀。測(cè)試的室內(nèi)外環(huán)境參數(shù)包括：溫濕度、氧氣濃度、二氧化碳濃度。本次客觀測(cè)試的測(cè)點(diǎn)分布如下圖所示，因旅客在接受問卷調(diào)查時(shí)大部分為坐姿，故選1.1m即頭頸部高度為測(cè)點(diǎn)[6]，每個(gè)測(cè)點(diǎn)測(cè)5分鐘，記錄間隔設(shè)定為1分鐘，共5個(gè)數(shù)據(jù)取平均值。

圖1 拉薩站測(cè)試布點(diǎn)圖

2 調(diào)查結(jié)果與分析

2.1 拉薩站候車室熱舒適性調(diào)查結(jié)果

調(diào)查問卷表中，冷熱感覺分為七個(gè)等級(jí)：熱、暖、稍暖、適中、稍涼、冷。潮濕感覺也分為七個(gè)等級(jí)：很干燥、干燥、稍干燥、適中、稍潮濕、潮濕、很潮濕[7]。

根據(jù)回收的150份有效主觀問卷調(diào)查結(jié)果，繪制圖表，如圖2所示。

圖2 拉薩站冷熱感評(píng)價(jià)統(tǒng)計(jì)圖

從圖2可以看出，65.33%的旅客認(rèn)為溫度適中，10.67%的旅客認(rèn)為候車廳稍暖，10%的旅客認(rèn)為候車廳稍涼。若以稍暖、舒適、稍涼這三個(gè)等級(jí)認(rèn)為是旅客對(duì)候車廳的冷熱感的滿意，則超過(guò)85%的旅客對(duì)于夏季自然通風(fēng)工況下的室內(nèi)冷熱狀況表示滿意。根據(jù)溫濕度記錄儀測(cè)試結(jié)果，調(diào)查時(shí)間段內(nèi)所測(cè)溫度為22.8±1.5℃，故問卷調(diào)查結(jié)果與客觀所測(cè)數(shù)據(jù)相吻合。

旅客的潮濕感評(píng)價(jià)如圖3所示，由于沒有旅客感到潮濕或很潮濕，圖中省去旅客的這兩項(xiàng)統(tǒng)計(jì)。

從圖3可以看出，在150份主觀問卷調(diào)查表中，有45.33%的旅客認(rèn)為候車廳潮濕度適中，20%的客認(rèn)為候車廳稍干燥，只有1名旅客認(rèn)為候車廳稍潮濕。若以稍潮濕、剛好、有點(diǎn)干燥這三個(gè)等級(jí)認(rèn)為是乘客對(duì)候車廳潮濕感的滿意，則只有66%的乘客對(duì)干濕度感到滿意，而儀器測(cè)試結(jié)果顯示候車室相對(duì)濕度為44.1±7.5%，也和問卷調(diào)查結(jié)果相吻合。

總體來(lái)看，150份主觀問卷調(diào)查表中，有86%對(duì)室內(nèi)溫度感到滿意，66%對(duì)濕度感到滿意，82.7%對(duì)噪聲感覺滿意，92.7%對(duì)照明感到滿意，86%對(duì)空氣品質(zhì)感到滿意?？梢钥闯雎每蛯?duì)拉薩火車站候車廳室內(nèi)環(huán)境基本滿意，但相對(duì)于其他因素，乘客對(duì)火車站候車廳的空氣濕度滿意度最低，且不滿意群體均認(rèn)為空氣太過(guò)干燥。

2.2 各站點(diǎn)熱舒適性調(diào)查結(jié)果

同理，筆者直接給出旅客對(duì)各個(gè)火車站候車廳室內(nèi)環(huán)境的主觀滿意度評(píng)價(jià)結(jié)果，如表1所示。

關(guān)于溫度的主觀評(píng)價(jià)中，只有西寧站溫度滿意度較低，不滿意人群均認(rèn)為偏熱，測(cè)試當(dāng)天室內(nèi)環(huán)境溫度為26.9±2.5℃，在現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試時(shí)筆者發(fā)現(xiàn)，西寧火車站沒有開啟空調(diào)系統(tǒng)，純粹依靠自然通風(fēng)，且西寧屬于大站，在臨近發(fā)車的候車點(diǎn)附近人流密度較大，這就造成了部分乘客感覺溫度太高。

關(guān)于濕度的評(píng)價(jià)中可以發(fā)現(xiàn)，格爾木站、那曲站、拉薩站的濕度滿意度均不高，根據(jù)問卷調(diào)查結(jié)果，且不滿意人群均認(rèn)為太過(guò)干燥，即使在夏季相對(duì)較為濕潤(rùn)的情況下，滿意度依然不高，故筆者認(rèn)為高原火車站全年均應(yīng)考慮設(shè)置加濕系統(tǒng)以提高舒適度。

關(guān)于照明和空氣品質(zhì)的調(diào)查中只有那曲站評(píng)價(jià)較低，這是由于那曲站純依靠自然光線照明，在調(diào)查當(dāng)天多云日照不充足的情況下導(dǎo)致不少旅客認(rèn)為室內(nèi)照明太暗，而空氣品質(zhì)滿意度不高則多是因?yàn)楫愇陡休^重，一是泡面等食物異味，二是部分旅客在候車時(shí)脫鞋的行為導(dǎo)致的異味。建議該站在在陰天適當(dāng)開啟照明，并對(duì)旅客行為加以引導(dǎo)。

2.3 各站點(diǎn)高原反應(yīng)及供氧需求調(diào)查結(jié)果

在此次的問卷調(diào)查中，不同海拔高度乘客的空氣不新鮮感、發(fā)生頭痛頭暈癥狀以及嘔吐癥狀的調(diào)查結(jié)果如表2所示。

表2 各站點(diǎn)旅客主觀舒適度及身體癥狀調(diào)查結(jié)果

從表2可以看出，不同海拔高度車站旅客主觀感受不同，表現(xiàn)為：隨海拔高度的升高，旅客不舒適感及高原反應(yīng)總體加重。對(duì)乘客的高原反應(yīng)狀況進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，出現(xiàn)頭痛頭暈癥狀和嘔吐癥狀的人數(shù)百分比分布如圖4和圖5所示，綜合評(píng)價(jià)結(jié)果如圖6所示。

圖4 頭痛癥狀統(tǒng)計(jì)圖

圖5 嘔吐癥狀統(tǒng)計(jì)圖

圖6 高原反應(yīng)情況總體統(tǒng)計(jì)圖

根據(jù)圖4～圖6的統(tǒng)計(jì)結(jié)果，四個(gè)站點(diǎn)的受試者中大部分旅客基本無(wú)高原反應(yīng)，有34.1%的人數(shù)有輕度高原反應(yīng)，出現(xiàn)中度及以上的高原反應(yīng)癥狀的人數(shù)約占5.6%。但問卷調(diào)查過(guò)程中，部分旅客由于身體嚴(yán)重不適，也無(wú)法填寫問卷，故實(shí)際中度及以上反應(yīng)比例比調(diào)查結(jié)果顯示要高。不同站點(diǎn)旅客主觀對(duì)候車廳進(jìn)行供氧的需求評(píng)價(jià)結(jié)果如表3所示。

表3 乘客對(duì)供氧需求評(píng)價(jià)結(jié)果

總體來(lái)看夏季對(duì)候車廳進(jìn)行供氧的需求隨海拔增加而上升，尤其在海拔超過(guò)3000m的拉薩站和那曲站點(diǎn)。從拉薩站當(dāng)前的客觀測(cè)試結(jié)果來(lái)看，當(dāng)前候車廳內(nèi)自然通風(fēng)效果良好，氧氣濃度比外界稍低，約為20.5%左右，而二氧化碳含量平均約為604ppm，最大時(shí)含量為909ppm。但假設(shè)實(shí)行彌散式供氧，必然需要增加候車廳氣密性、減小新風(fēng)量以降低能耗并提高供氧效果，但這會(huì)導(dǎo)致CO2含量的提升和空氣品質(zhì)的下降，如何平衡換氣次數(shù)和供氧效果之間的關(guān)系將會(huì)是后續(xù)需要研究的內(nèi)容。

3 結(jié)論

高原特殊的氣候條件導(dǎo)致高原火車站候車室在夏季自然通風(fēng)的情況下，旅客對(duì)室內(nèi)環(huán)境感到干燥，并且較低的含氧量也降低了人體舒適度，可以預(yù)見在濕度更低，含氧量更低的冬季，鐵路站房對(duì)增氧加濕系統(tǒng)的需求將進(jìn)一步提高。

[1] 李翔,劉明.推廣富氧技術(shù)在高原地區(qū)的運(yùn)用[J].西藏科技,2019,311(2):28-30,34.

[2] 彭紅宇,戚俊松,左可新,等.對(duì)制定高原供氧系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)重要性的探討[J].醫(yī)用氣體工程,2018,3(1):26-27.

[3] 程剛,張艷,蒲亞嬌.基于民族傳統(tǒng)節(jié)日出行的青藏鐵路旅客列車開行方案優(yōu)化[J].交通標(biāo)準(zhǔn)化,2011,(21):126- 129.

[4] 潘云鋼.拉薩火車站太陽(yáng)能熱水供暖系統(tǒng)實(shí)測(cè)與分析[J].暖通空調(diào),2009,39(7):121-127.

[5] 張人梅.青藏鐵路客車冬季車內(nèi)環(huán)境及新風(fēng)與供氧系統(tǒng)聯(lián)合運(yùn)行模式研究[M].成都:西南交通大學(xué),2018.

[6] 孫立,余南陽(yáng).火車站熱舒適性的調(diào)查研究[J].制冷與空調(diào),2009,(1):42-45.

[7] R de Dear, J Richard, G S Brager. Thermal comfort in naturally ventilated buildings: revisions to ASHRAE Standard 55[J]. Energy and Buildings, 2002.

Investigation on Thermal Comfort and Necessity of Oxygen Supply of Waiting Room in Plateau Railway Station

Zeng Changjian Yu Nanyang

( School of Mechanical Engineering, Southwest Jiaotong University, Chengdu, 610031 )

In the main train stations along the Qinghai-Tibet railway, the thermal comfort and altitude sickness in the waiting rooms of plateau railway stations in summer were investigated by testing the inside and outside environmental parameters and questionnaires on passengers' subjective comfort. The results indicated that the special climate of the plateau causes passengers to feel the indoor environment is very dry, and the low oxygen content also reduces human comfort in the condition of natural ventilation in summer. The results provide a basis for the design of the oxygen supply and humidification system of railway stations of the Sichuan-Tibet line.

Plateau; Railway station; Thermal comfort; Oxygen; Investigation

TU83

A

1671-6612（2020）05-545-04

曾長(zhǎng)?。?995.5-），男，在讀碩士研究生，E-mail：changjian.zeng@qq.com

余南陽(yáng)（1961.8-）男，博士，博士生導(dǎo)師，E-mail：rhinos@126.com

2020-02-06